Máster en Restauración de Ecosistemas. Asignatura de Restauración Genética de Poblaciones. ResumenActualmente hay muchas especies que están en peligro crítico de desaparición por las mermas de sus poblaciones. Entre sus amenazas suele encontrarse los problemas de escasa variabilidad genética y patógenos exóticos. Ante esto, una de las soluciones consideradas ha sido el cruzamiento de la especie amenazada con otra especie con el objetivo de obtener individuos resistentes a los patógenos y que permitan aumentar la variabilidad genética de las poblaciones. Hasta ahora los cruzamientos realizados en diferentes especies parecen haber dado buenos resultados, sin embargo, no hay que dejar de tener en consideración algunos efectos negativos de la hibridación como medida de conservación.
Cada día los países tienen más problemas con la conservación de sus especies. La alta capacidad de desplazamiento de los humanos y su hábito de usar variedades exóticas en cultivos, jardines o para fomento de la pesca o la caza, han causado una migración de diferentes especies (Iveson et al., 2014). Estas migraciones han generado que las poblaciones autóctonas hayan sido mermadas por ataques de organismos para los que no presentan mecanismos de defensa, convirtiéndose en una plaga y motivo de descenso poblacional. Este descenso puede llevar a problemas genéticos como la endogamia (cruzamientos entre individuos emparentados que desencadenan problemas genéticos a largo plazo), la baja diversidad genética (pérdida de variabilidad genética dentro de la población) e incluso al declive poblacional (disminución de la población hasta la extinción) por falta de individuos para continuar las poblaciones (Hughes et al., 2008). Sin embargo, ¿cuál es el motivo del descenso? Una de las razones es la falta de individuos con adaptaciones para combatir los patógenos que las especies podrían haber desarrollado genéticamente por selección natural, como hicieron las exóticas (Hendry et al., 2011). Ante esto, se han propuesto medidas de conservación, restauración y reintroducción de especies para mantener las poblaciones autóctonas. Con este propósito una de las medidas ha sido la hibridación de especies a través de cruzamientos con individuos cuyos genes presenten resistencia a las afecciones de las plagas. Estos cruzamientos, pueden realizarse con especies que no se encuentran en el lugar de actuación, si no que son especies alóctonas. Por lo tanto, esa pequeña variación genética puede hacer que la especie hibridada presente un carácter invasor, pero a su vez esta puede ser la única solución frente a la extinción. A continuación se presentan argumentos a favor y en contra de los cruzamientos con exóticas para la conservación y mejora genética de poblaciones autóctonas en declive, con el objetivo de dar qué pensar al lector y ayudar en la toma de decisiones en este tema.
PROS Y CONTRAS DE LA HIBRIDACIÓN
Una de las razones principales por las que se realizan cruzamientos para la obtención de individuos híbridos, es con la finalidad de conseguir individuos resistentes a plagas o para evitar problemas de endogamia poblacional (Vila et al., 2003). Este objetivo suele conseguirse en la mayoría de casos en los que se ha realizado. Se expone de ejemplo el caso del castaño americano (Castanea dentata), el cual había sido atacado por un patógeno procedente de Asia (Cryphonectria parasitica) introducido mediante un castaño asiático que, para 1960, había acabado con aproximadamente cuatro billones de estos árboles (Jacobs, 2007). Para solucionar este problema, se cruzó la especie americana con un castaño procedente de China (Castanea mollissima), obteniéndose híbridos resistentes que permitieron al castaño americano prosperar (Jacobs, 2007). También ocurrió algo semejante con la pantera de Florida (Puma concolor coryi), especie en peligro de extinción. En 1995 se predijo con un intervalo de confianza del 95% la extinción de la misma trascurridas un par de décadas debido a problemas de endogamia (Johnson et al., 2010). Para evitarlo, decidieron introducir en su hábitat ocho hembras de puma de Texas, con la justificación de que antiguamente debió de haber flujo de genes entre ambas (Johnson et al., 2010). Es decir, estas dos especies eran las que estaban más emparentadas genéticamente. Tras la realización de los cruces, obtuvieron como resultado un aumento de la variabilidad genética sin perder las adaptaciones locales, produciéndose un incremento del número de individuos. Otro de los casos es el del oso pardo ibérico (Ursus arctos), cuyas poblaciones se hallaban encaminadas hacia la extinción a causa de la caza, la falta de conexión entre poblaciones y la lenta recuperación reproductora de las osas como se indica en Palomero (2006) (citado en Palomero, s.f.). Todo esto provocó una escasez de individuos y, por tanto, baja diversidad genética, pudiendo ocasionar problemas de endogamia. Para ayudar a las subpoblaciones, introdujeron un par de ejemplares alóctonos escandinavos por ser más semejantes al oso pardo ibérico. Esta medida ayudó a incrementar los individuos y a aumentar de variabilidad genética. Por tanto, en términos generales, se podría decir que esta medida de hibridación consigue sus objetivos satisfactoriamente. Pero ¿no hay consecuencias o efectos negativos? Respondiendo a la anterior pregunta, no todo son aspectos positivos en la hibridación, sino que también existen una serie de argumentos negativos para su uso en la restauración de poblaciones. En primer lugar, al cruzar una especie autóctona con otra especie exótica de su mismo género, no se sabe con exactitud como actuará ese nuevo individuo obtenido en el ambiente de la especie autóctona. Puede convertirse en una especie altamente competitiva y desplazar a otras de la zona. Esta problemática queda recogida en el artículo de Jacobs (2007), que trata el caso concreto del castaño americano dentro del mismo, los resultados señalan, que los individuos hibridados tenían un 6% del genotipo asiático y el resto del genotipo de la especie americana. Esto hizo que se obtuviesen ejemplares con un crecimiento más rápido y altamente competitivos, desplazando a otras especies originarias de la zona, como era el roble rojo americano (Quercus rubra) o el nogal negro americano (Juglans nigra) (Jacobs & Severeid, 2004). Además, esto puede ocasionar que los nuevos individuos generados, por muy bajo que sea su porcentaje de genotipo de la especie alóctona, sean susceptibles a nuevas enfermedades o no estén adaptados a las condiciones ambientales locales. Así como dice Geist (2010, p. 79) diferentes niveles de variabilidad genética individual o poblacional (por ejemplo, heterocigosidad, riqueza alélica, etc.) se correlacionan a menudo con parámetros de aptitud y la capacidad de adaptarse a cambios en el medio ambiente (Reed & Frankham, 2003). Se debe tener en cuenta que el fenotipo de la especie autóctona cambia (Diskin et al., 2006), e incluso podría llegar a perderse, ya que los genes están combinados con los de otra especie cuyo fenotipo era diferente debido a las adaptaciones a su área de distribución. También, hay que destacar que en ninguno de los ejemplos mencionados anteriormente se ha considerado la existencia de problemas de exogamia, que haga que la diferencia genética sea tan alta que se produzcan problemas de incompatibilidad o formación de individuos estériles (Curtis & Schnek, 2008).
DISCUSIÓN
Tras ver los pros y contras del uso de la hibridación, hay que recalcar su importancia, ya que en algunos casos se presenta como la única solución posible (Jacobs, 2007; Johnson et al., 2010). Se ha visto que tiene unos resultados muy buenos, pero surge la cuestión de hasta qué punto es efectivo y las consecuencias de este acto, ya que las especies tienen un genotipo surgido de una serie de adaptaciones a su hábitat, y al llevar a cabo la hibridación, se están ahogando esos genes y perdiendo el genotipo original (Rhymer & Simberloff, 1996). Es cierto, que en la mayoría de los casos en que se ha fomentado la hibridación se ha intentado hacer con especies lo más parecidas a ellas genética y fenotípicamente, como comenta Johnson et al. (2010), en el caso de la pantera de Florida. Y se está estudiando si a partir de la tercera generación híbrida del castaño americano podría empezar a dominar el fenotipo de este, en lugar del asiático (Diskin et al., 2006). Sin embargo, no se deja de estar trabajando con genes de especies que podrían tomar carácter invasor, y que podrían acabar desplazando a las especies autóctonas, hasta formar bosques uniformes de una especie dominante, afectar a las cadenas tróficas, o incluso construir nuevos ecosistemas. Esto lleva a pensar, hasta qué punto puede un mínimo cambio genético afectar a la especie de un lugar.
CONCLUSIONES
A modo de conclusión, a la hora de tener que realizar una acción de conservación de una especie, se presenta como una gran opción el uso de la hibridación. Pero, para su realización se habrán de considerar los efectos negativos que se podrían desencadenar con ella. Un estudio en profundidad de ambas especies a hibridar sería de gran importancia en este contexto antes de la ejecución del proyecto, que permita valorar más objetivamente si se podría llevar a cabo, o por el contrario, tendría que darse por perdida otra especie ante la falta de soluciones y la medida de precaución de la creación de una nueva especie más agresiva al medio. BIBLIOGRAFÍA
Diskin, M., Steiner, K. C., & Hebard, F. V. (2006). Recovery of American chestnut characteristics following hybridization and backcross breeding to restore blight-ravaged Castanea dentata. Forest Ecology and Management, 223(1), 439-447. Geist, J. (2010). Strategies for the conservation of endangered freshwater pearl mussels (Margaritifera margaritifera L.): a synthesis of conservation genetics and ecology. Hydrobiologia, 644(1), 69-88. Hendry, A. P., Kinnison, M. T., Heino, M., Day, T., Smith, T. B., Fitt, G., ... & Gilchrist, G. (2011). Evolutionary principles and their practical application. Evolutionary Applications, 4(2), 159-183. Hughes, A. R., Inouye, B. D., Johnson, M. T., Underwood, N., & Vellend, M. (2008). Ecological consequences of genetic diversity. Ecology letters, 11(6), 609-623. Iveson, J. B., Bradshaw, S. D., How, R. A., & Smith, D. W. (2014). Human migration is important in the international spread of exotic Salmonella serovars in animal and human populations. Epidemiology and infection, 142(11), 2281-2296. Jacobs, D. F. (2007). Toward development of silvical strategies for forest restoration of American chestnut (Castanea dentata) using blight-resistant hybrids. Biological Conservation, 137(4), 497-506. Jacobs, D. F., & Severeid, L. R. (2004). Dominance of interplanted American chestnut (Castanea dentata) in southwestern Wisconsin, USA.Forest ecology and management, 191(1), 111-120. Johnson, W. E., Onorato, D. P., Roelke, M. E., Land, E. D., Cunningham, M., Belden, R. C., ... & Howard, J. (2010). Genetic restoration of the Florida panther. Science, 329(5999), 1641-1645. Palomero, G. MAPAMA. Gobierno de España. (s.f.).Ursus arctos, Linnaeus,1758. Recuperado de: http://www.mapama.gob.es/es/biodiversidad/temas/inventarios-nacionales/ieet_mami_ursus_arctos_tcm7-22033.pdf [Mayo de 2017]. Rhymer, J. M., & Simberloff, D. (1996). Extinction by hybridization and introgression. Annual Review of Ecology and Systematics, 27(1), 83-109. Vila, C., Sundqvist, A. K., Flagstad, Ø., Seddon, J., Kojola, I., Casulli, A., ... & Ellegren, H. (2003). Rescue of a severely bottlenecked wolf (Canis lupus) population by a single immigrant. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 270(1510), 91-97.
Mayo de 2017
Máster en Restauración de Ecosistemas. Asignatura de Restauración Genética de Poblaciones.
ResumenActualmente hay muchas especies que están en peligro crítico de desaparición por las mermas de sus poblaciones. Entre sus amenazas suele encontrarse los problemas de escasa variabilidad genética y patógenos exóticos. Ante esto, una de las soluciones consideradas ha sido el cruzamiento de la especie amenazada con otra especie con el objetivo de obtener individuos resistentes a los patógenos y que permitan aumentar la variabilidad genética de las poblaciones. Hasta ahora los cruzamientos realizados en diferentes especies parecen haber dado buenos resultados, sin embargo, no hay que dejar de tener en consideración algunos efectos negativos de la hibridación como medida de conservación.
Palabras clave: Hibridación, especies, autóctonas, alóctonas, exóticas, variabilidad genética, endogamia.
INTRODUCCIÓN
Cada día los países tienen más problemas con la conservación de sus especies. La alta capacidad de desplazamiento de los humanos y su hábito de usar variedades exóticas en cultivos, jardines o para fomento de la pesca o la caza, han causado una migración de diferentes especies (Iveson et al., 2014). Estas migraciones han generado que las poblaciones autóctonas hayan sido mermadas por ataques de organismos para los que no presentan mecanismos de defensa, convirtiéndose en una plaga y motivo de descenso poblacional.
Este descenso puede llevar a problemas genéticos como la endogamia (cruzamientos entre individuos emparentados que desencadenan problemas genéticos a largo plazo), la baja diversidad genética (pérdida de variabilidad genética dentro de la población) e incluso al declive poblacional (disminución de la población hasta la extinción) por falta de individuos para continuar las poblaciones (Hughes et al., 2008).
Sin embargo, ¿cuál es el motivo del descenso? Una de las razones es la falta de individuos con adaptaciones para combatir los patógenos que las especies podrían haber desarrollado genéticamente por selección natural, como hicieron las exóticas (Hendry et al., 2011). Ante esto, se han propuesto medidas de conservación, restauración y reintroducción de especies para mantener las poblaciones autóctonas. Con este propósito una de las medidas ha sido la hibridación de especies a través de cruzamientos con individuos cuyos genes presenten resistencia a las afecciones de las plagas. Estos cruzamientos, pueden realizarse con especies que no se encuentran en el lugar de actuación, si no que son especies alóctonas. Por lo tanto, esa pequeña variación genética puede hacer que la especie hibridada presente un carácter invasor, pero a su vez esta puede ser la única solución frente a la extinción.
A continuación se presentan argumentos a favor y en contra de los cruzamientos con exóticas para la conservación y mejora genética de poblaciones autóctonas en declive, con el objetivo de dar qué pensar al lector y ayudar en la toma de decisiones en este tema.
PROS Y CONTRAS DE LA HIBRIDACIÓN
Una de las razones principales por las que se realizan cruzamientos para la obtención de individuos híbridos, es con la finalidad de conseguir individuos resistentes a plagas o para evitar problemas de endogamia poblacional (Vila et al., 2003). Este objetivo suele conseguirse en la mayoría de casos en los que se ha realizado.
Se expone de ejemplo el caso del castaño americano (Castanea dentata), el cual había sido atacado por un patógeno procedente de Asia (Cryphonectria parasitica) introducido mediante un castaño asiático que, para 1960, había acabado con aproximadamente cuatro billones de estos árboles (Jacobs, 2007). Para solucionar este problema, se cruzó la especie americana con un castaño procedente de China (Castanea mollissima), obteniéndose híbridos resistentes que permitieron al castaño americano prosperar (Jacobs, 2007).
También ocurrió algo semejante con la pantera de Florida (Puma concolor coryi), especie en peligro de extinción. En 1995 se predijo con un intervalo de confianza del 95% la extinción de la misma trascurridas un par de décadas debido a problemas de endogamia (Johnson et al., 2010). Para evitarlo, decidieron introducir en su hábitat ocho hembras de puma de Texas, con la justificación de que antiguamente debió de haber flujo de genes entre ambas (Johnson et al., 2010). Es decir, estas dos especies eran las que estaban más emparentadas genéticamente. Tras la realización de los cruces, obtuvieron como resultado un aumento de la variabilidad genética sin perder las adaptaciones locales, produciéndose un incremento del número de individuos.
Otro de los casos es el del oso pardo ibérico (Ursus arctos), cuyas poblaciones se hallaban encaminadas hacia la extinción a causa de la caza, la falta de conexión entre poblaciones y la lenta recuperación reproductora de las osas como se indica en Palomero (2006) (citado en Palomero, s.f.). Todo esto provocó una escasez de individuos y, por tanto, baja diversidad genética, pudiendo ocasionar problemas de endogamia. Para ayudar a las subpoblaciones, introdujeron un par de ejemplares alóctonos escandinavos por ser más semejantes al oso pardo ibérico. Esta medida ayudó a incrementar los individuos y a aumentar de variabilidad genética.
Por tanto, en términos generales, se podría decir que esta medida de hibridación consigue sus objetivos satisfactoriamente. Pero ¿no hay consecuencias o efectos negativos?
Respondiendo a la anterior pregunta, no todo son aspectos positivos en la hibridación, sino que también existen una serie de argumentos negativos para su uso en la restauración de poblaciones. En primer lugar, al cruzar una especie autóctona con otra especie exótica de su mismo género, no se sabe con exactitud como actuará ese nuevo individuo obtenido en el ambiente de la especie autóctona. Puede convertirse en una especie altamente competitiva y desplazar a otras de la zona. Esta problemática queda recogida en el artículo de Jacobs (2007), que trata el caso concreto del castaño americano dentro del mismo, los resultados señalan, que los individuos hibridados tenían un 6% del genotipo asiático y el resto del genotipo de la especie americana. Esto hizo que se obtuviesen ejemplares con un crecimiento más rápido y altamente competitivos, desplazando a otras especies originarias de la zona, como era el roble rojo americano (Quercus rubra) o el nogal negro americano (Juglans nigra) (Jacobs & Severeid, 2004).
Además, esto puede ocasionar que los nuevos individuos generados, por muy bajo que sea su porcentaje de genotipo de la especie alóctona, sean susceptibles a nuevas enfermedades o no estén adaptados a las condiciones ambientales locales. Así como dice Geist (2010, p. 79) diferentes niveles de variabilidad genética individual o poblacional (por ejemplo, heterocigosidad, riqueza alélica, etc.) se correlacionan a menudo con parámetros de aptitud y la capacidad de adaptarse a cambios en el medio ambiente (Reed & Frankham, 2003).
Se debe tener en cuenta que el fenotipo de la especie autóctona cambia (Diskin et al., 2006), e incluso podría llegar a perderse, ya que los genes están combinados con los de otra especie cuyo fenotipo era diferente debido a las adaptaciones a su área de distribución.
También, hay que destacar que en ninguno de los ejemplos mencionados anteriormente se ha considerado la existencia de problemas de exogamia, que haga que la diferencia genética sea tan alta que se produzcan problemas de incompatibilidad o formación de individuos estériles (Curtis & Schnek, 2008).
DISCUSIÓN
Tras ver los pros y contras del uso de la hibridación, hay que recalcar su importancia, ya que en algunos casos se presenta como la única solución posible (Jacobs, 2007; Johnson et al., 2010). Se ha visto que tiene unos resultados muy buenos, pero surge la cuestión de hasta qué punto es efectivo y las consecuencias de este acto, ya que las especies tienen un genotipo surgido de una serie de adaptaciones a su hábitat, y al llevar a cabo la hibridación, se están ahogando esos genes y perdiendo el genotipo original (Rhymer & Simberloff, 1996).
Es cierto, que en la mayoría de los casos en que se ha fomentado la hibridación se ha intentado hacer con especies lo más parecidas a ellas genética y fenotípicamente, como comenta Johnson et al. (2010), en el caso de la pantera de Florida. Y se está estudiando si a partir de la tercera generación híbrida del castaño americano podría empezar a dominar el fenotipo de este, en lugar del asiático (Diskin et al., 2006).
Sin embargo, no se deja de estar trabajando con genes de especies que podrían tomar carácter invasor, y que podrían acabar desplazando a las especies autóctonas, hasta formar bosques uniformes de una especie dominante, afectar a las cadenas tróficas, o incluso construir nuevos ecosistemas.
Esto lleva a pensar, hasta qué punto puede un mínimo cambio genético afectar a la especie de un lugar.
CONCLUSIONES
A modo de conclusión, a la hora de tener que realizar una acción de conservación de una especie, se presenta como una gran opción el uso de la hibridación. Pero, para su realización se habrán de considerar los efectos negativos que se podrían desencadenar con ella.
Un estudio en profundidad de ambas especies a hibridar sería de gran importancia en este contexto antes de la ejecución del proyecto, que permita valorar más objetivamente si se podría llevar a cabo, o por el contrario, tendría que darse por perdida otra especie ante la falta de soluciones y la medida de precaución de la creación de una nueva especie más agresiva al medio.
BIBLIOGRAFÍA
Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biología. Ed. Médica Panamericana.
Diskin, M., Steiner, K. C., & Hebard, F. V. (2006). Recovery of American chestnut characteristics following hybridization and backcross breeding to restore blight-ravaged Castanea dentata. Forest Ecology and Management, 223(1), 439-447.
Geist, J. (2010). Strategies for the conservation of endangered freshwater pearl mussels (Margaritifera margaritifera L.): a synthesis of conservation genetics and ecology. Hydrobiologia, 644(1), 69-88.
Hendry, A. P., Kinnison, M. T., Heino, M., Day, T., Smith, T. B., Fitt, G., ... & Gilchrist, G. (2011). Evolutionary principles and their practical application. Evolutionary Applications, 4(2), 159-183.
Hughes, A. R., Inouye, B. D., Johnson, M. T., Underwood, N., & Vellend, M. (2008). Ecological consequences of genetic diversity. Ecology letters, 11(6), 609-623.
Iveson, J. B., Bradshaw, S. D., How, R. A., & Smith, D. W. (2014). Human migration is important in the international spread of exotic Salmonella serovars in animal and human populations. Epidemiology and infection, 142(11), 2281-2296.
Jacobs, D. F. (2007). Toward development of silvical strategies for forest restoration of American chestnut (Castanea dentata) using blight-resistant hybrids. Biological Conservation, 137(4), 497-506.
Jacobs, D. F., & Severeid, L. R. (2004). Dominance of interplanted American chestnut (Castanea dentata) in southwestern Wisconsin, USA.Forest ecology and management, 191(1), 111-120.
Johnson, W. E., Onorato, D. P., Roelke, M. E., Land, E. D., Cunningham, M., Belden, R. C., ... & Howard, J. (2010). Genetic restoration of the Florida panther. Science, 329(5999), 1641-1645.
Palomero, G. MAPAMA. Gobierno de España. (s.f.).Ursus arctos, Linnaeus,1758. Recuperado de: http://www.mapama.gob.es/es/biodiversidad/temas/inventarios-nacionales/ieet_mami_ursus_arctos_tcm7-22033.pdf [Mayo de 2017].
Rhymer, J. M., & Simberloff, D. (1996). Extinction by hybridization and introgression. Annual Review of Ecology and Systematics, 27(1), 83-109.
Vila, C., Sundqvist, A. K., Flagstad, Ø., Seddon, J., Kojola, I., Casulli, A., ... & Ellegren, H. (2003). Rescue of a severely bottlenecked wolf (Canis lupus) population by a single immigrant. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 270(1510), 91-97.